• Mycobiology
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• 제51권4호
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• pp.230-238
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• 2023

Glabridin is a well-known active isoflavone found in the root of licorice (Glycyrrhiza glabra L.) that possess a wide range of biological activity. Plant cells, hairy roots, and fungal endophytes cultures are the most important alternative methods for plant resources conservation and sustainable production of natural compounds, which has received much attention in recent decades. In the present study, an efficient culture condition was optimized for the biomass accumulation and glabridin production from fungal endophyte Aspergillus eucalypticola SBU-11AE isolated from licorice root. Type of culture medium, range of pH, and licorice root extract (as an elicitor) were tested. The results showed that the highest and lowest biomass production was observed on PCB medium (6.43 ± 0.32 g/l) and peptone malt (5.85 + 0.11 g/l), respectively. The medium culture PCB was produced the highest level of glabridin (7.26 ± 0.44 mg/l), while the lowest level (4.47 ± 0.02 mg/l) was obtained from the medium peptone malt. The highest biomass (8.51 ± 0.43 g/l) and glabridin (8.30 ± 0.51 mg/l) production were observed from the PCB medium adjusted with pH = 6, while the lowest value of both traits was obtained from the same medium with pH = 7. The highest production of total glabridin (10.85 ± 0.84 mg/l) was also obtained from the culture medium treated with 100 mg/l of the plant root extract. This information can be interestingly used for the commercialization of glabridin production for further industrial applications.

• 한국약용작물학회지
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• 제13권4호
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• pp.154-160
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• 2005

자연산 인진호와 조직 배양체의 유용 생리활성을 살펴 보았다. 우선, 항암 효과를 살펴보기 위하여 인간 폐암세포(A549)와 위암세포(AGS), 인간 간암세포(Hep3B)와 유방암 세포(MCF7) 4가지 암세포주를 이용하여 세포 생육 저해능을 측정하였다. MTT assay의 경우 1.0g/l 의 농도에서 캘러스가 A549와 ACS에 대해 각각 약 45%와 42%로 모상근과 기내배양에 비해 높은 세포 생육 저해능을 나타내었고, 자연산 인진호는 약 45%와 38%로 캘러스와 비슷한 항암 활성을 나타내었다. SRB assay의 경우도 캘러스가 가장 높은 항암 효과를 나타내었는데 대체적으로 약 55% 이상의 암세포 저해율을 나타내었으며, 자연산 인진호의 항암 활성에 비해서도 높은 수치를 나타내었다. 면역세포를 이용한 생육도와 cytokine의 분비량을 측정한 결과 B 세포의 생육도는 6일째까지 계속적인 증가를 가져왔고, 이에 따라 cytokine의 분비량 또한 $TNF-{\alpha}$와 IL-6 모두 6일째까지 증가하는 경향을 나타내었다. 면역세포의 생육도의 경우는 자연산 인진호가 가장 높은 생육도를 나타내었고, 인진호의 기내배양, 모상근, 캘러스 중에서는 모상근에서 가장 높은 생육도를 나타내었다. Ctyokine의 경우도 $TNF-{\alpha}$에서 자연산 인진호의 분비량이 가장 많았고, 배양 방법에 따른 인진호의 경우 캘러스가 가장 많은 분비량을 나타내었다. IL-6의 경우는 모든 sample에서 control에 비해 높은 분비량을 나타내었고, 자연산 인진호와 기내배양, 모상근, 캘러스와 비교했을 때 큰 차이를 나타내지 않았다. HPLC 분석을 통한 추출물의 물질 비교 분석 결과 기내배양과 모상근에서는 자연산 인진호에 비해 주요 성분 peak인 artemisidin 면적이 모두 낮은 경향을 나타내었고, 캘러스의 경우는 일반 인진호에 비해 peak의 면적이 비슷한 경향을 나타법으로서, 캘러스가 다른 조직 배양체보다 인진호의 주요 성분인 artemisidin 성분의 함량이 더 높은 것으로 나타나 캘러스가 기내배양이나 모상근 보다 높은 항암 효과를 나타낸 것으로 사료되어진다. 이와 같이 자연산 인진호와 조직 배양체의 항암 효과나 면역활성에서 큰 차이를 나타내지 않았기 때문에, 이러한 조직배양체가 자연산 인진호를 대체 할 수 있는 하나의 방법으로서 환경적인 측면과 자원 보존적인 측면에서 볼 때 가치있는 결과라고 사료된다.

• KSBB Journal
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• 제9권1호
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• pp.26-34
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• 1994

챙파홍섬무우의 모상근 배양에서 몇 가지 외재 호르몬에 대한 반응을 조사하였던 바, auxins중의 2, 4-D는 안토시아닌의 생성을 촉진하였으며 동시에 뿌리의 탈분화를 유도하였다. Cytokinins은 이식 초기의 비교적 소량의 색소능 촉진효과를 나타내었으며, ABA는 색소의 발현억제 효과를 보이고 GA3 는 색소 생성에 별다른 영향을 마치지 않았다. 1mg/l의 농도에서 2, 4-D 이외의 호르몬은 모상근의 탈분화를 유도하지 않았으며, 모상근의 생장을 대조구 이하로 억제하였다. 2, 4-D와 kinetin를 처리하여 시간경과에 따른 안토시아닌 함량의 변화와 PAL, CHS의 활성변화를 조사하였다. 색소능의 변화를 볼 때, 대조구는 6일 에서 kinetin은 6-9일의 이식초기에 일시적인 색소의 증가를 보였으며, 2, 4-D 처리구는 9엘부터 증가하여 18일경에 peak를 보이며 가장 높은 색소 생성을 나타내었다. PAL의 활성 변화에 있어서는, 대조구에 비하여 kinetin, 2, 4-D처리구 둘 다 활성의 증가를 보이고 kinetin은 6 일에 서 2, 4-D는 9 일에 셔 각각 활성의 peak를 나다내였으며, 특히 2, 4$\longrightarrow$D 의 경우는 18일에서 또 한번의 약한 활성 증가를 보였다. CHS는, 대조구에서는 이식 후 3일에 활성의 일시적인 증가가 있었을 뿐 이후 계속 낮은 상태를 유지하였고 Kinetin 처리구는 6일에서 활성이 증가하여 9일에 최대활성을 보이고 이후 감소하게 된다. 2,4-D 처리구는 9일부터 활성이 증가하여 18일경 최대활성을 나타내고 이후 비교적 높은 활성수준에서 유지되였다. 이외에 이식 후 hormone free 배지 에서 2주간의 전배양 후 kinetin의 처리는 색소축적에 별다른 영향을 미치지 않았다. 이러한 결과에 따라, 2, 4-D, kinetin에 의한 안토시아닌 생성의 촉진효과는 PAL, CHS의 활성 증 가와 유의적인 연관을 나타내였으며, 특히 시간경과 에 따른 CHS의 활성 변화와 색소의 축적은 비례하여 색소 생성에 있어 CHS의 rate-limiting 역할을 제시하였다. Kinetin를 포함하는 cytokinins은 뿌리의 상처에 의한 “wound-response"에 따른 배양초기의 색소 발현을 촉진하는 작용을 하는 것으로 사료되었다. 2, 4-D와 kinetin에 의해 발현되는 PAL, CHS의 활성증감의 정도는 물론 peak를 보이는 경과시간에서의 차이는 각기 다른 조절기작을 갖는 Isozyme의 존재에 의한 것으로 추정되었다.정되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제35권2호
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• pp.99-105
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• 1992

국화과의 일종인 개똥쑥(Artemisia annua L., 청호(靑蒿))에는 항말라리아 물질인 artemisinin이 함유되어 이 물질을 조직배양 방법으로 얻을 수 있는 가능성을 연구하였다. 먼저 식물조직의 유기를 위해 생장조절 물질을 조사한 결과 pcPA와 BAP, 그리고 pcPA와 2iP의 가장 적절하였다. 식물조직의 생장도 역시 pcPA와 BAP가 각각 $1.0\;{\mu}M$과 $0.5\;{\mu}M$일 때, 그리고 sucrose가 2%일 때 가장 우수하였다. MS배지를 제외한 다른 배지들은 성장을 뒷바침하지 못하였다. 다른 생장조건들은 기존의 배지 조성을 능가하지 못하였다. 개똥쑥은 Agrobacterium으로 형질 전환되어 crown gall과 hairy root를 생성하였다. 그러나 hairy root는 MS 배지에서 배양하였을 때 더 이상의 생장을 보이지 않고 crown gall만이 정상 식물 조직보다 더욱 빠른 성장을 보였다. 배양된 조직과 형질 전환된 tumor의 현탁배양액에서 arteannuic acid와 dihydroarteannuic acid가 흔히 보이는 식물 steroid와 함께 발견되었으나 artemisinin은 발견되지 않았다.

• 한국자원식물학회지
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• 제18권1호
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• pp.123-130
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• 2005

인삼포장에서 염류의 집적은 우량인삼의 생산에 많은 장애요인이 되고 있다. 본 연구는 인삼종자의 NaCl에 대한 반응정도를 조사하고, 또한 체세포배의 발생시 및 인삼모상근에서 사포닌의 생성에 미치는 반응을 조사하였다. 인삼 접합자 배를NaCl이 첨가되지 않은 배지에 접종한 결과 $84.5\%$가 발아되었으며 0.1M에서는 $3\%$ 만이 발아되었고, 0.2M이상의 처리구에서는 전혀 발아가 되지 않았다. 또한 체세포배 발생 은 미숙배를 이용할 경우 NaCl 무첨가배지에서 가장 양호하였으며 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 반면에 성숙배에서 는 NaCl 무첨가배지보다 0.05M첨가배지에서 더 양호한 경향을 보였다. 뿌리 상태인 인삼의 모상근의 경우에는 광상태에서 NaCl를 첨가한 배지에 배양시 0.04M에서부터 안토시안이 형성되기 시작하여 0.08M에서는 눈으로 확인이 가능할 정도의 많은 량이 형성되었다. 안토시안을 함유한 세포주는 다른 세포주에 비해 crude saponin뿐만 아니라 total ginsenoside의 함량도 높은 경향을 보였으며 panaxatriol보다 panaxadiol이 2배 이상 많았다.

• 식물조직배양학회지
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• 제28권4호
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• pp.201-204
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• 2001

Acyl-binding protein (ACBP)은 긴사슬 acyl-CoA와 결합하는 고도로 보존되어 있는 세포질 단백질이다. 인삼의 유용 유전자를 대량으로 분석하기 위하여 제작된 인삼 모상근cDNA library로부터 인삼 ACBP유전자가 분리되었다. 이 유전자는 길이가 453 bp이고 264 bp의 open reading frame (10kDa)을 가지고 있었다. 인삼 ACBP의 아미노산 서열을 다른 식물체에서 보고된 것과 비교한 결과 castor bean과 89.5%로 매우 높은 유사성을 나타내었으며, lilly, Digitalis. Arabidopsis, rape 등과 각각 81.8%, 80.7%, 73%, 71.9%의 유사성을 나타내었다. 그러나 인삼의 ACBP는 Arabidopsis 와 rape의 ACBP보다 5개의 아미노산이 적은 87개의 아미노산으로 이루어져 있었고 어떠한 signal peptide로 발견되지 않았다. 그리고 현재 보고되어 있는 다른 식물체의 ACBP와 계통분석을 한 결과 인삼의 ACBP는 Arabidopsis나 cotton 보다는 castor bean과 매우 가까운 유연관계에 있는 것으로 나타났다.

• BMB Reports
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• 제49권3호
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• pp.149-158
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• 2016

Plants have evolved a vast chemical cornucopia to support their sessile lifestyles. Man has exploited this natural resource since Neolithic times and currently plant-derived chemicals are exploited for a myriad of applications. However, plant sources of most high-value natural products (NPs) are not domesticated and therefore their production cannot be undertaken on an agricultural scale. Further, these plant species are often slow growing, their populations limiting, the concentration of the target molecule highly variable and routinely present at extremely low concentrations. Plant cell and organ culture constitutes a sustainable, controllable and environmentally friendly tool for the industrial production of plant NPs. Further, advances in cell line selection, biotransformation, product secretion, cell permeabilisation, extraction and scale-up, among others, are driving increases in plant NP yields. However, there remain significant obstacles to the commercial synthesis of high-value chemicals from these sources. The relatively recent isolation, culturing and characterisation of cambial meristematic cells (CMCs), provides an emerging platform to circumvent many of these potential difficulties.

• 식물조직배양학회지
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• 제24권3호
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• pp.143-148
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• 1997

모상근의 성장 및 tropane alkaloids의 생성에 미치는 pH, 서당, 비타민의 영향을 구명하기 위하여, 독말풀(Datura stramonium var. tatula Torr.)의 잎에 Agrobacterium tumefaciens $A_4$T를 접종하여 모상근을 유도하였다. 유도된 모상근 중 성장률이 양호한 clone (DTLA9)을 선발하고, 이를 pH, 서당, 비타민을 각각 여러 농도로 처리한 SH(Schenk and Hildebrandt, 1972) 기본배지에 배양하였다. 모상근의 성장에 있어 최적 pH는 6.3이었으며, 최적 서당농도는 3.0%이었다. Tropane alkaloids의 함량에 있어 최적 PH는 6.5이었으며, 최적 서당농도는 2.8%이었다. 한편, 비타민이 제거된 SH기본배지에 ascorbic acid, D-pantothenate, nicotinic acid, pyridoxine, riboflavin. 그리고 thiamine을 각각 농도별로 첨가하여 배양한 경우에, 모상근의 성장에 있어 비타민의 최적 농도는 각각 0.1, 0.003, 0.07, 0.002, 0.025, 0.01 mM이었다. Tropane alkaloids의 함량은 0.1 mM의 ascorbic acid 단독처리구에서 대조구(vitamin-free구) 및 SH기본배지에서의 경우에 비하여 가장 높게 나타났다.

• 한국식물학회:학술대회논문집
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• 한국식물학회 1995년도 식물학심포지움 식물로부터 유용 2차대사산물의 생산 PRODUCTION OF USEFUL SECONDARY METABOLITES FROM PLANTS
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• pp.40-56
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• 1995

During the past two decades, China has seen her great progress in plant biotechnology. Since the Chinese market of herb medicine is huge, while the plant resources are shrinking, particular emphasis has been placed in plant tissue and cell cultures of medicinal plants, this includes fast propagation, protoplast isolation and regeneration, cell suspension cultures and large scale fermentation. To optimize culture conditions for producing secondary compounds in vitro, various media, additives and elicitors have been tested. Successful examples of large scale culture for the secondary metabolite biosynthesis are quite limited : Lithospermum ery throrhizon and Arnebia euchroma for shikonin derivatives, Panax ginseng, P. notoginseng, P. quinquefolium for saponins, and a few other medicinal plants. Recent development of genetic transformation systems of plant cells offered a new approach to in vitro production of secondary compounds. Hairy root induction and cultures, by using Ri-plasmid, have been reported from a number of medicinal plant species, such as Artemisia annua that produces little artemisinin in normal cultured cells, and from Glycyrrhiza uralensis. In the coming five years, Chinese scientists will continue their work on large scale cell cultures of a few of selected plant species, including Taxus spp. and A. annua, for the production of secondary metabolites with medicinal interests, one or two groups of scientists will be engaged in molecular cloning of the key enzymes in plant secondary metabolism.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.483-486
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• 2001

Growth and tropane alkaloids(hyoscyamine and scopolamine) contents were studied in root cultures from Scopolia paruiflora. All excised roots grew well, even without an addition of a growth regulators. Scopolia roots could be divided scopolamine-rich species. Among the culture media, SH medium was the best for tropane alkaloids production from the hairy roots, whereas the growth increased in SH medium. In precusor experiments, feeding of hyoscyamine was promotive for scopolamine formation. Abiotic elicitors made a slightly production promotion effect.